ಫೋಟಾನ್

ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಎಂದರೆ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣೀಭೂತವಾದ ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಕಣ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವಿಕಿರಣಗಳ ವಾಹಕವಾಗಿದೆ. ಇದರಲ್ಲಿ ಬೆಳಕು, ಕ್ಷ ಕಿರಣ, ಗಾಮ ಕಿರಣಗಳು, ರೇಡಿಯೋ ಅಲೆಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳು ಸೇರಿವೆ. ಫೋಟಾನ್ ಗಳು ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಆಧುನಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಫೋಟಾನ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಣವಾಗಿದೆ . ಇದು ಎಲ್ಲಾ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸಂವಹನಗಳನ್ನು ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆ ವಹಿಸುವ ಮೂಲಭೂತ ಕಣವಾಗಿದೆ. ಫೋಟಾನ್ ಶೂನ್ಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ, c (ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ). ವಸ್ತುವಿನ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಅದರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಆವೇಗವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಫೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ . ಎಲ್ಲಾ ಇತರ "ಕ್ವಾಂಟಾ" ದಂತೆ, ಫೋಟಾನ್ ತರಂಗ ಮತ್ತು ಕಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಅಂದರೆ, ಫೋಟಾನ್ ತರಂಗ-ಕಣ ದ್ವಂದ್ವತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ .

ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ತರಂಗ ಮಾದರಿಯು ಕೆಲವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅವಲೋಕನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ವಿಫಲವಾದಾಗ ಫೋಟಾನ್‌ನ ಆಧುನಿಕ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಕ್ರಮೇಣವಾಗಿ (1905–1917) ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಫೋಟಾನ್ ಮಾದರಿಯು ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಆವರ್ತನ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ತಲುಪುವ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣದ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಕೆಲವು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಅಸಾಮಾನ್ಯ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ಅರೆ-ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಮಾದರಿಯ ಪ್ರಕಾರ ವಿವರಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದರು . ಈ ಅರೆ-ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ, ಬೆಳಕನ್ನು ಮ್ಯಾಕ್ಸ್‌ವೆಲ್‌ನ ಸಮೀಕರಣಗಳಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿತ್ತು , ಆದರೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊರಸೂಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಾದಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು.

ಫೋಟಾನ್ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಗತಿಗೆ ಅನೇಕ ಕೊಡುಗೆಗಳನ್ನು ನೀಡಿದೆ. ಫೋಟಾನ್ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಲೇಸರ್‌ಗಳು , ಬೋಸ್- ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಘನೀಕರಣ , ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಂಭವನೀಯ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನದಂತಹ ಅನೇಕ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಮತ್ತು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ . ಕಣ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಮಾದರಿಯ ಪ್ರಕಾರ , ಎಲ್ಲಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳ ಸೃಷ್ಟಿಯ ಹಿಂದೆ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳಿವೆ. ಫೋಟಾನ್‌ಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಈ ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಎಲ್ಲಾ ಭೌತಿಕ ನಿಯಮಗಳು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ-ಸಮಯದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಹಂತದಲ್ಲಿಯೂ ಸಮ್ಮಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಎಂಬ ವಿದ್ಯಮಾನದ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ. ಫೋಟಾನ್‌ನ ಆಂತರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು - ಚಾರ್ಜ್ , ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ಸ್ಪಿನ್ - ಈ ಗೇಜ್ ಸಮ್ಮಿತಿಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ . ಫೋಟಾನ್ ಫೋಟೊಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ , ಹೈ-ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ದೂರಗಳ ಅಳತೆಗಳ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಹಿಂದೆ ಇದೆ. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಫೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳ ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್ ಆಗಿ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಅನ್ವಯವಾದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕ್ರಿಪ್ಟೋಗ್ರಫಿಯ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ .

ಹೆಸರಿನ ಹಿನ್ನೆಲೆ

1900 ರಲ್ಲಿ , ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್, ಕಪ್ಪುಕಾಯದ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವಾಗ, ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು "ಸಣ್ಣ ಪ್ಯಾಕೆಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ" ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಊಹಿಸಿದರು. 1901 ರಲ್ಲಿ , ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಜರ್ನಲ್ ಅನ್ನಾಲೆನ್ ಡೆರ್ ಫಿಸಿಕ್‌ನಲ್ಲಿ, ಅವರು ಈ ಪ್ಯಾಕೆಟ್‌ಗಳನ್ನು "ಶಕ್ತಿ ಅಂಶಗಳು" ಎಂದು ಕರೆದರು.^[೧] 1900 ಕ್ಕಿಂತ ಮೊದಲು, ಕಣಗಳು ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್‌ನಂತಹ ಅಂಶಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಎಂಬ ಪದವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ನಂತರ, 1905 ರಲ್ಲಿ , ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ತರಂಗಗಳ ಸಣ್ಣ ಪ್ಯಾಕೆಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ಕ್ವಾಂಟಮ್ (ಜರ್ಮನ್: ದಾಸ್ ಲಿಚ್ಟ್‌ಕ್ವಾಂಟ್) ಎಂದು ಕರೆದರು .^[೨]. ^[೨]

ಫೋಟಾನ್ ಎಂಬ ಪದವು ಗ್ರೀಕ್ ಪದ φως (phôs) ನಿಂದ ಬಂದಿದೆ, ಇದರ ಅರ್ಥ ಬೆಳಕು. ಈ ಪದವನ್ನು ಮೊದಲು 1926 ರಲ್ಲಿ ಭೌತಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಗಿಲ್ಬರ್ಟ್ ಲೆವಿಸ್ ಬಳಸಿದರು. ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಫೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸಲು ಗ್ರೀಕ್ ಅಕ್ಷರ γ (ಗಾಮಾ) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪದನಾಮವು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳಾದ ಗಾಮಾ ತರಂಗಗಳಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿರಬಹುದು . ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ , ಫೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು hν (ಅಥವಾ hf) ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.^[೩]

ಪ್ರಮುಖ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು

ಫೋಟಾನ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ^[೪] .ಇದು ಎರಡು ಧ್ರುವೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರಬಹುದು. ತರಂಗ ವೆಕ್ಟರ್‌ನ ಘಟಕಗಳು ಫೋಟಾನ್‌ನ ತರಂಗಾಂತರ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕಿನ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ವಾಹಕ ( ಗೇಜ್ ಬೋಸಾನ್ ) ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅದರ ಇತರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು (ಲೆಪ್ಟನ್ ಸಂಖ್ಯೆ, ಬ್ಯಾರಿಯಾನ್ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಫ್ಲೇವರ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು) ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿನ ಅನೇಕ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಿಂಕ್ರೊಟ್ರಾನ್ ವಿಕಿರಣವು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್‌ನ ವೇಗವರ್ಧನೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣು, ಪರಮಾಣು ಅಥವಾ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ವಿಭಿನ್ನ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳ ನಡುವಿನ ಕಣಗಳ ಪರಿವರ್ತನೆಯಿಂದಾಗಿ ಅತಿಗೆಂಪು ಕಿರಣಗಳಿಂದ ಗಾಮಾ ಕಿರಣಗಳವರೆಗೆ ವಿವಿಧ ಶಕ್ತಿಗಳ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಕಣ ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರತಿಕಣ ನಾಶವಾದಾಗಲೂ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳು ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ .

ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್‌ನ ವೇಗ c ( ಬೆಳಕಿನ ವೇಗ ). ಅದರ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಆವೇಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಸಮೀಕರಣ E = pc , ಇಲ್ಲಿ p ಎಂಬುದು ಆವೇಗ ವೆಕ್ಟರ್‌ನ ಪ್ರಮಾಣ. ಇದು ವಿಶೇಷ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ ( $E^{2}=p^{2}c^{2}+m^{2}c^{4}.$ ) ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಸಿದಾಗ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಫೋಟಾನ್‌ನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಆವೇಗವು ಅದರ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಪ್ಲ್ಯಾಂಕ್‌ನ ಸ್ಥಿರಾಂಕಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.

ಆವೇಗ ವೆಕ್ಟರ್ p ಫೋಟಾನ್‌ನ ಪ್ರಯಾಣದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿದೆ. ಅದರ ಪ್ರಮಾಣ;

p=\hbar k={\frac {h\nu }{c}}={\frac {h}{\lambda }}.

ಫೋಟಾನ್ ತನ್ನದೇ ಆದ ಆಂತರಿಕ ಸ್ಪಿನ್ ಕೋನೀಯ ಆವೇಗವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದು ಆವರ್ತನಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿಲ್ಲ. ಅದರ ಪ್ರಮಾಣ $\scriptstyle {{\sqrt {2}}\hbar }$ ಇದೆ.

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

↑ Planck, M. (1901). "On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum". Annalen der Physik. 4 (3): 553–563. Bibcode:1901AnP...309..553P. doi:10.1002/andp.19013090310. Archived from the original on 2008-04-18. Retrieved 2011-09-06.
1 2 Einstein, A. (1905). "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt" (PDF). Annalen der Physik. 17 (6): 132–148. Bibcode:1905AnP...322..132E. doi:10.1002/andp.19053220607. (in German). A partial English translation is available from Wikisource.
↑ Lewis, G.N. (1926). "The conservation of photons". Nature. 118 (2981): 874–875. Bibcode:1926Natur.118..874L. doi:10.1038/118874a0. Archived from the original on 2019-10-01. Retrieved 2011-09-06.
↑ Kobychev, V.V. (2005). "Constraints on the photon charge from observations of extragalactic sources". Astronomy Letters. 31 (3): 147–151. arXiv:hep-ph/0411398. Bibcode:2005AstL...31..147K. doi:10.1134/1.1883345. {{cite journal}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[Planck1901-1] Planck, M. (1901). "On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum". Annalen der Physik. 4 (3): 553–563. Bibcode:1901AnP...309..553P. doi:10.1002/andp.19013090310. Archived from the original on 2008-04-18. Retrieved 2011-09-06.

[Einstein1905-2] 1 2 Einstein, A. (1905). "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt" (PDF). Annalen der Physik. 17 (6): 132–148. Bibcode:1905AnP...322..132E. doi:10.1002/andp.19053220607. (in German). A partial English translation is available from Wikisource.

[Lewis1926-3] Lewis, G.N. (1926). "The conservation of photons". Nature. 118 (2981): 874–875. Bibcode:1926Natur.118..874L. doi:10.1038/118874a0. Archived from the original on 2019-10-01. Retrieved 2011-09-06.

[chargeless-4] Kobychev, V.V. (2005). "Constraints on the photon charge from observations of extragalactic sources". Astronomy Letters. 31 (3): 147–151. arXiv:hep-ph/0411398. Bibcode:2005AstL...31..147K. doi:10.1134/1.1883345. {{cite journal}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[೧]

[೨]

[೩]

[೪]